[發明專利]單根納米線或納米管低速驅動方法及其裝置

無效

• 申請號: 201210434562.8
• 申請日: 2012-11-01
• 公開（公告）號: CN102976267A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 胡俊輝;李寧;周玉杰;李華清
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

技術領域：

本發明屬于納米制造、納米控制、生物傳感領域。尤其涉及一種利用超聲實現納米線與納米管的低速旋轉與精確角度定位方法。

背景技術：

控制納米物質的精確旋轉與運動是一種很有發展前景的新技術，在納米醫學、納米化學、納米電子學、納米材料學以及納米生物學領域等都有著廣泛的應用。近幾年在納米制造，生物傳感，微電子器件制造等多個領域中，控制納米物質的運動吸引了越來越多的注意。納米物質由于其特有的納米效應，在運動控制方面有很大的難度。已有的控制納米物質運動的方法包括電泳、磁分離、機械分離、光鑷、介電泳以及膜分離等。超聲分離技術主要是基于聲輻射力對微米物質進行操控，很難對納米物質進行有效操控。這些方法通常對工作環境有比較苛刻的要求，比如微粒需要帶電，所需的電壓較高，需要磁性微粒作為載體，對所捕獲粒子的透明度和折射率有要求，受布朗運動、環境溫度、PH值等影響，膜容易堵塞等等。而且這些方法大都只能提供對納米物質的靜態操控，不能有效的進行動態操控。

發明內容：

發明目的：針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供了一種單根納米線或納米管低速驅動方法及其裝置，具有結構接單、便于操作、對生物樣品無損害、對樣品的材料無選擇性等優點。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種單根納米線或納米管低速驅動方法，包括以下步驟：

a、將納米線或納米管懸濁液薄膜置于基板上，移動微針使微針尾端部浸沒于納米線或納米管懸濁液薄膜；

b、利用超聲換能器對微針進行勵振，從而使微針產生環繞微針端部的聲學渦流，進而驅動納米線或納米管圍繞微針的中心低速轉動；

c、關閉超聲換能器停止勵振，轉動的納米線或納米管停止轉動，從而完成對單根納米線或納米管的旋轉操控。

本發明的另一目的是提供單根納米線或納米管低速驅動裝置，包括超聲換能器，微針一端通過連接板連接至超聲換能器，另一端浸沒在納米線或納米管懸濁液薄膜中，懸濁液薄膜置于基板之上。

所述的連接板為細長矩形銅板，微針為玻璃纖維。被勵振的連接板端部可以產生橢圓形振動，進而驅動玻璃纖維端部產生橢圓振動。

優選地，微針浸沒在懸濁液中的一端直徑均勻，否則將無法產生所需聲學渦流。

優選地，基板采用硅片制成。硅片表面光滑，并且在顯微鏡下具有良好的視覺效果。

作為優選，所述微針浸沒在懸濁液薄膜中的一端與基板表面的距離為10μm。可以保證微針針尖不接觸硅片，使其操控不受干擾；同時可以保證不會因為距離過大導致聲學渦流減小，從而導致被驅動物質不能被驅動。

作為優選，所述連接板的長度為10～100mm，厚度為0.1～3.0mm,?寬度為0.1-5?mm；所述微針的長度為0.5～6mm，直徑為1～30μm。既可保證連接板傳遞足夠的振動，又可保證微針有足夠的操控長度。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下優點：實現對單根納米線或納米管低速驅動，且具有結構簡單、便于操作、對生物樣品無損害、對于樣品的材料無選擇性等的優點。

附圖說明：

圖1為本發明所述單根納米線或納米管低速驅動裝置的結構示意圖。

其中，超聲換能器1、連接板2、微針3、基板4、銀納米線懸濁液薄膜5、用于旋轉的銀納米線6。

圖2是試驗中被操控納米線旋轉的圖.a1-a8體現了被操控的納米線旋轉過程。具體實施方式：

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

如圖1所示，現針對銀納米線，具體說明本發明所述單根納米線或納米管低速驅動裝置的工作過程。該裝置包括一個超聲換能器1，連接板2和微針3，普通的三明治型壓電換能器被用作超聲換能器1，細長矩形銅板被用作連接板2，直徑均勻的玻璃纖維被用作微針3，超聲換能器1對連接板2端部勵振，從而進一步激勵連接在連接板2另一端的微針3發生橢圓振動,微針3的下部浸沒于基板4上的銀納米線懸濁液薄膜5中，振動的玻璃纖維在其周圍產生環繞尖部的聲學渦流，利用該渦流對懸濁液中的銀納米線6進行旋轉驅動。